О проекте
Поддержание постоянства внутренней среды организма (гомеостаза) осуществляется при участии вегетативной нервной системы (ВНС).

Эффективность данных процессов зависит от адаптационных возможностей конкретного организма.

Текущая активность симпатического и парасимпатического отделов ВНС является результатом многоуровневой системы регуляции. Отношения между отделами ВНС сложны. Хорошо зарекомендовал себя анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР).

Однако, в связи со сложностью регуляции деятельности сердца, интерпретация результатов при использовании данного метода не однозначна и до сих пор обсуждается. В офтальмологии имеется уникальная возможность высокоточного количественного исследования вегетативной нервной системы при помощи зрачковых тестов. По мнению многих исследователей, именно зрачок является наиболее чувствительным маркером функции вегетативной нервной системы, а измерение диаметра зрачка является объективным методом изучения данной функции. Для изучения симпатической нервной системы применяются зрачковые тесты, например, на расширение зрачка в темноте. Для изучения функций парасимпатической нервной системы используются тесты при их сужении - реакции зрачков на свет и конвергенцию (сведение глаз).

Помимо этого, «доступной частью мозга» является сетчатка. Уникальная возможность изучения кровеносных сосудов сетчатки человека in vivo существует с 19 века. Можно с высокой точностью оценивать реакции сосудов сетчатки (сужение или расширение) на различные воздействия. Механизмы сосудистых реакций до конца не изучены, но они также подвержены влиянию ВНС. Как зрачки, так и центральная артерия сетчатки проявляют адаптивные реакции в норме в ответ на физические упражнения и эмоциональную нагрузку, а также различные варианты и степень нарушений при усталости (истощении адаптационных возможностей).

Объединение различных методов исследования ВНС позволит не только получить новые научные данные, но и осуществить исследование индивидуальных адаптационных параметров организма. Изменение вегетативных реакций соотносится не только с нарушением регуляции сосудистого тонуса, сердечного ритма, то есть изменениям физических показателей, но также с изменением проявлений высшей нервной деятельности. Поэтому изучение реакций ВНС на различные воздействия может показать возможности конкретного организма при интеллектуальной и физической деятельности.

Таким образом, в данном проекте планируется одновременно с образовательной программой выполнять научные исследования.
Аннотация проекта
Поддержание постоянства внутренней среды организма (гомеостаза) осуществляется при участии вегетативной нервной системы (ВНС).
Эффективность данных процессов зависит от адаптационных возможностей конкретного организма.
Текущая активность симпатического и парасимпатического отделов ВНС является результатом многоуровневой системы регуляции. Отношения между отделами ВНС сложны. Хорошо зарекомендовал себя анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР).
Однако, в связи со сложностью регуляции деятельности сердца, интерпретация результатов при использовании данного метода не однозначна и до сих пор обсуждается. В офтальмологии имеется уникальная возможность высокоточного количественного исследования вегетативной нервной системы при помощи зрачковых тестов. По мнению многих исследователей, именно зрачок является наиболее чувствительным маркером функции вегетативной нервной системы, а измерение диаметра зрачка является объективным методом изучения данной функции. Для изучения симпатической нервной системы применяются зрачковые тесты, например, на расширение зрачка в темноте. Для изучения функций парасимпатической нервной системы используются тесты при их сужении - реакции зрачков на свет и конвергенцию (сведение глаз).
Помимо этого, «доступной частью мозга» является сетчатка. Уникальная возможность изучения кровеносных сосудов сетчатки человека in vivo существует с 19 века. Можно с высокой точностью оценивать реакции сосудов сетчатки (сужение или расширение) на различные воздействия. Механизмы сосудистых реакций до конца не изучены, но они также подвержены влиянию ВНС. Как зрачки, так и центральная артерия сетчатки проявляют адаптивные реакции в норме в ответ на физические упражнения и эмоциональную нагрузку, а также различные варианты и степень нарушений при усталости (истощении адаптационных возможностей).
Объединение различных методов исследования ВНС позволит не только получить новые научные данные, но и осуществить исследование индивидуальных адаптационных параметров организма. Изменение вегетативных реакций соотносится не только с нарушением регуляции сосудистого тонуса, сердечного ритма, то есть изменениям физических показателей, но также с изменением проявлений высшей нервной деятельности. Поэтому изучение реакций ВНС на различные воздействия может показать возможности конкретного организма при интеллектуальной и физической деятельности.
Таким образом, в данном проекте планируется одновременно с образовательной программой выполнять научные исследования.
Задачи проекта
1
Знакомство с понятиями умственной и физической нагрузки, адаптации организма, вегетативной нервной системы.
2
Знакомство с методами и приборами, позволяющими осуществлять мониторинг состояния вегетативной нервной системы (симпатической/парасимпатической), а также умственной деятельности.
Изучение взаимосвязи между процессами интеллектуальной и физической деятельности человека.
3
Разработка программно-аппаратного комплекса для экспресс-оценки статуса вегетативной нервной системы.
4
Разработка метода неинвазивного мониторинга вегетативных реакций у человека для обобщения исследований адаптивных реакций.
5
Изучение соответствий между вариантами ответа вегетативной нервной системы на различные воздействия с текущими возможностями интеллектуальной и физической деятельности человека.
6
Обучение учащихся Университетской гимназии МГУ имени Ломоносова владению навыками исследовательской деятельности.
7
Формирование у учащихся Университетской гимназии и студентов МГУ стойкой мотивации к сбалансированному режиму физических и интеллектуальных нагрузок, формирование представлений о здоровом образе жизни.
Наши методы
  1. При парасимпатических реакциях зрачок сужается (на свет)
  2. При симпатических реакциях зрачок расширяется (на темноту)
Тесты на когнитивные функции
-IQ
-Память
-Внимание
Сравнительная термометрия

Разница между температурой ладони (периферическая часть системы кровообращения)  и местом выхода лицевого нерва ("центральная" часть системы кровообращения).
Тесты на физические функции
-Сила
-Силовая выносливость
-Координация
ВСР
ВСР- различие в длине интервалов между R зубцами на ЭКГ

Индекс Кердо
Индекс Кердо — показатель, использующийся для оценки деятельности вегетативной нервной системы. Индекс вычисляется по формуле, где:
  • DAD — диастолическое артериальное давление (мм рт. ст.);
  • Pulse — частота пульса (уд. в мин.).
Планируемые результаты
  • 1
    Показать, что за счет регулярной физической активности можно достичь повышения как общих адаптационных, так и когнитивных функций организма.
  • 2
    Получить навыки работы в междисциплинарной команде, а также с современным оборудованием.
  • 3
    Изучить возможности использования искусственного интеллекта в медицине
    предложить алгоритм для неивазивного мониторинга состояния физической и интеллектуальной систем организма.
  • 4
    Разработать программно-аппаратный комплекс для экспресс-оценки статуса вегетативной нервной системы, в том числе, для совершенствования возможностей «виртуального цифрового помощника» в медицине.
Наша команда
Участники
  • Станченков Кирилл
    Ответственный за сбор данных, исследование зрачковые реакций
  • Чекменева Юлия
    Сбор данных ЭКГ, ВСР
  • Горланова Полина
    Ответственная за часть физ. нагрузки и проверку тестов
  • Кузнецова Татьяна
    Оформление итоговой работы и создание тестов на работу ВНС
  • Ераносова Арина

    Координатор исследований
Руководители проекта
  • Махотин Сергей Сергеевич
    ИТ
    Учитель информатики
    ГБОУ Школа № 1553 им. В.И. Вернадского
  • Сдобникова Светлана Владиленовна
    Врач
    Старший научный сотрудник
    МНОЦ МГУ имени М.В. Ломоносова
    кандидат медицинских наук
  • Галахова Оксана Борисовна
    Спортсменка
    Научный руководитель проектного офиса Университетской гимназии МГУ имени М.В. Ломоносова
    КМС по академической гребле
План работы над проектом:
Этапы выполнения проекта в 2022 учебном году (сентябрь - май):
  1. Образовательный этап: Теоретические и практические занятия, включающие лекции руководителей и доклады всех участников проекта. Более подробно написать.
  2. Практические занятия в Медицинском центре МГУ. Обучение навыкам работы на современном оборудовании. Исследование возможностей современных серийных приборов изучения зрачковых реакций.
Использование стандартного офтальмологического оборудования не позволяет создать корректные условия и достоверно фиксировать точные параметры амплитуды расширения зрачка в темноте, использовать различные режимы освещенности при количественной оценке скорости/амплитуды сужения зрачков на световой стимул и исследовать изменения зрачков на конвергенцию и аккомодацию.

3.Было принято коллегиальное решение о создании собственного прибора для исследования зрачковых реакций, отвечающего требованиям исследования ВНС.

4.В настоящее время выполняется активная работа по созданию модельного образца аппаратного комплекса для исследований зрачковых реакций и алгоритма исследования ВНС.
5.Мы сконструировали прибор для измерения зрачковых реакций
6.Разработали комплекс тестов, помогающих определить уровень физической и интеллектуальной подготовки
7.Провели первое тестирование ВНС
Замотивировались заниматься спортом. И некоторые начали им заниматься.
Made on
Tilda